在土星的卫星土卫二上有一个诡异的、正在消失的黑点

(2024-12-16 10:15:40)

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杂谈

在土星的卫星土卫二上有一个诡异的、正在消失的黑点

By Monisha Ravisetti

published 1 hour ago

Search for Life

“在凝视数十对图像后她发现了某些有趣的东西” 。

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在来自卡西尼号的这张照片中，来自太阳的背光壮观的照亮土卫二的水冰喷射。 (Image credit: NASA/JPL-Caltech/SSI)

在我们太阳系的所有行星中土星是迄今为止最月亮的。这正说很多。当然我们在我们的角落里和我们的单身朋友月亮一起在这里，但海王星有16个已知的伴星游荡这个宇宙，天王星有它自己的28个，木星附近中有高达95个卫星。但土星呢？这是在一个不同的联盟。这个有环的世界有146个这些天然卫星。然而你可能惊讶来知道甚至对这样一个可爱的土星选择，科学家们正最苦思只一个。

土星系统中的金童名为土卫二，而它是如此特别的，因为科学家们相信它是搜索地球以外生命的一个首要地点。这一信念源自多年做出的几项发现，最明显的事实是土卫二似乎有一个地下海洋，其中可能宿主已知来帮助产生我们知道为生命的分子。还更好的是它出现还有巨大的相连到这个海洋的水冰沉积物的羽流（想想冰间歇泉射入太空），这意味着环绕这个世界的航天器理论上能够捕捉到这些分子的证据，如果它们实际上在那里。

这样当研究土卫二时每一个细节真的要紧的——这带我们到科学家们已经把他们的眼睛放在上的一个新的、非常奇怪的细节上：在这颗冰盖卫星上一个诡异的、正在消失的黑点。目前还没有人相当知道它是什么，但它可能告诉我们某些关于那些可能把持我们寻求的生命的宝贵构建块的羽流的东西。

在华盛顿特区举行的2024年美国地球物理联合会会议上，这个黑点是一个有趣的讨论话题——在那里科学家们聚集来寻找他们一整年一直工作在上的宇宙谜题中的最后片。

随美国宇航局喷气推进实验室的行星地质学家辛西娅·B·菲利普斯（Cynthia B.Phillips）提交了介绍关于她和她的团队最初如何识别这个黑点的这项研究敬畏充满了这个房间。这要归功于她的团队人员萨克斯（Leah Sacks），她帮助仔细检查过由美国宇航局旅行者号和卡西尼号使命收集的关于土卫二的大量数据。分析的目标是比较由这些航天器拍摄的同一区域的图像以识别在卫星表面上的任何变化。

可能的变化能够揭示关于在这个世界上地质活动的令人敬畏的信息，但我们很快到那个，首先让我们深入探讨黑斑的奥秘。

菲利普斯在会议上说，“在凝视几十对图像后，她发现了某些有趣的东西。这是一个小黑点；大约一公里跨度。她在来自2009年的一张照片中发现了它并在2012年再次看了它，而它似乎消失了” 。

在左边，黑点是可以看到的。在中间，它似乎已经消失了。(Image credit: D. A. Patthoff et. al)

随年月流逝，黑斑正慢慢褪去并变得越来越小，而且它变得再不更明显了。多诡异的，尤其的如此因为土卫二有所谓的一个高“反照率”。这基本上意味着这个世界真的是明亮的——因此，在它上面发现一个黑点毕竟是出乎意料的，更不用说一个正在褪去的黑点。但在过于兴奋之前，科学家们做出确保了他们自己尽可能第二次猜测来排除明显的警告。

菲利普斯说，“我们的第一个问题是 ‘好吧，它只是在这些低分辨率图像中，我们没有看到它，但它真的在那里吗？’”，简而言之这个答案是简单的：“不，可能的不是”。例如，一个2010年的图像和一个2011年的图像的直接比较显示在2011年图像中的黑点更小，即便2011年图像有一个更高的分辨率。

下一个问题是：这是一个某种阴影吗？好吧，不是。它看起来不像。

该团队提取了一些有来自不同方向照明的图像，黑斑的位置似乎是一致的。研究人员甚至发现了一系列有这个暗点的图像，其中光的入射角（又名光击中一个表面的角度）越来越高。如果这个斑点是一个阴影你会期望它会随一个更高的入射角变得更突出。这不是这种情况，随着时间过去它仍然变得不那么分明的。菲利普斯告诉太空网站，“我们不认为这是地形的，我们不认为它只是一个影子”。

而它并没有在这里结束——研究小组还观察了在紫外线和彩色中拍摄的图像（后者有趣地提示黑点是一个红棕色的，不像在这个月球的其他部分上通常蓝色的暗区域）。这些没有一个提示了该特征的一个简单解释。

如此它是什么？

菲利普斯告诉太空网站，“我认为更可能的情况是它是某种一个陨石坑。为什么它黑暗的理由可能是它是一块降落在表面上的某种黑色物质，你要么看到一些撞击物留下来，这就是为什么它有那种诡异的颜色的，要么你看到当它撞击了时暴露某种是一个不同颜色的冰基岩” 。

但对在太空研究中几乎每一个可能和平凡的场景，往往都存在一个罕见而令人兴奋的为一个反点的场景。

她说，“真正酷的解释将是是否它实际的有点从下面出来，如果这种红色实际上是土卫二内部组成的一个标志。这不太可能，但这真的很有趣” 。

还有，尽管我们不知道黑点是什么，但菲利普斯指出真的有某些我们能够从它的存在得出一些相当重要的东西：““它是什么？”对此我不知道答案，但我能说的是 “我们能用它做什么？”

记住这些羽流

简而言之，研究人员认为黑斑出现正在逐渐退去，因为来自这些冰土卫二羽流的沉积物可能已经覆盖了它。菲利普斯说，“我们知道整个地表被羽流沉积物覆盖，就像随着时间建立起小冰层一样”。

唉，理论上这有很多意义。但当你真的思考它时这里有一些突出的问题。

例如，研究小组看到了黑斑仅在短短几年消失——这将隐含仅仅几年就足以长到让冰羽沉积物来创造一层足够厚的冰层覆盖如此一个突出的地点。毕竟，它从太空是可见的！然而按照黑斑的各种计算和这个月球羽流的模型，菲利普斯说应该要用某些大约100年的时间来创造一层足够厚的层来覆盖这种斑点。

她说，“不过这可能意味着至少在这个位置，羽流沉积模型是一个低估。不过有一件我们没有考虑的事是来自与E环粒子碰撞的沉积” 。

E环粒子指在土星环中超小水冰粒子。该团队推理这些粒子中的一些潜在的可能帮助构建覆盖黑斑的薄片。但在这个点上，这个班点起源和演变的故事被我们发现它的故事的突然结束镜像。